[發(fā)明專利]四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑及其制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102701387A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高寶玉;趙艷俠;王燕;亓秋波;岳欽艷;李倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/56
• 分類號(hào): C02F1/56
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑（TiCl₄-PDMDAAC）及其制備工藝，屬于環(huán)境與化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

混凝沉淀是應(yīng)用最普遍、最廣泛、并且成本較低的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，混凝處理效果的好壞在很大程度上取決于混凝劑的品質(zhì)，因此，新型、高效水處理藥劑成為水處理環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域中重點(diǎn)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是水工業(yè)與水污染治理工程技術(shù)與設(shè)備創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合水處理劑的研制和開(kāi)發(fā)將會(huì)給給水工業(yè)、水污染治理與節(jié)水凈化帶來(lái)深刻地變化，為我國(guó)開(kāi)創(chuàng)一個(gè)高效、低耗、低投入的水處理局面。

近年來(lái)，四氯化鈦絮凝劑作為一種新型水處理劑受到人們的廣泛關(guān)注。四氯化鈦絮凝劑較傳統(tǒng)鋁鹽絮凝劑具有較好的脫氟及脫色效果，且四氯化鈦的脫色效果優(yōu)于硫酸鋁；研究還發(fā)現(xiàn)四氯化鈦在水溫接近冰點(diǎn)時(shí)，混凝效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋁鹽和鐵鹽混凝劑，這在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，特別適合于我國(guó)西北及東北地區(qū)冬季水的處理。另外，四氯化鈦較鋁鹽和鐵鹽混凝劑具有形成的絮體大、絮體沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)，并且，從四氯化鈦混凝劑混凝處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥中通過(guò)高溫煅燒可以制得TiO₂材料和納米TiO₂材料。因此，鈦鹽作為一種新型水處理劑，不僅可以替代傳統(tǒng)的具有生物毒性的鋁鹽混凝劑及使出水著色的鐵鹽混凝劑，而且可從產(chǎn)生的污泥中制備TiO₂材料，以解決混凝過(guò)程中所產(chǎn)生的大量污泥的處理處置問(wèn)題，達(dá)到水質(zhì)凈化和污泥回用的雙重功效。但是，由于四氯化鈦本身的強(qiáng)酸性及Ti⁴⁺的水解作用釋放出大量的H⁺導(dǎo)致混凝出水的pH較低，這一缺點(diǎn)必將對(duì)其出水的后續(xù)利用或進(jìn)一步處理產(chǎn)生一定的影響。

聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)是國(guó)內(nèi)外在給水處理、廢水處理和污泥脫水處理中廣泛應(yīng)用的有機(jī)高分子絮凝劑。PDMDAAC絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)在于它較無(wú)機(jī)高分子絮凝劑具有分子量高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、對(duì)膠體物質(zhì)的吸附架橋能力強(qiáng)、絮凝效果好、適用范圍廣、產(chǎn)生的污泥量少等，但單獨(dú)用作水處理劑時(shí)，存在藥劑價(jià)格高導(dǎo)致的水處理成本高和最佳投藥量范圍窄的不足。

通過(guò)無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)高分子水處理劑的復(fù)合使用來(lái)強(qiáng)化水處理效果，拓寬了藥劑的使用范圍，降低使用成本。中國(guó)專利CN101343099A提供了一種硫酸鋁-聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑及其制備與應(yīng)用，該混凝劑是將硫酸鋁AS干粉或溶液加水調(diào)配制得AS溶液，AS溶液中加入聚二甲基二烯丙基氯化銨膠體或干粉，攪拌下直至膠體或干粉完全溶解，制得硫酸鋁-聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑，中國(guó)專利CN101628746A公開(kāi)了一種聚合氯化鋁鐵-聚二甲基二烯丙基氯化銨混凝劑及其制備方法和應(yīng)用，該方法先使聚合氯化鋁與聚合氯化鐵之間共聚反應(yīng)，制得聚合氯化鋁鐵溶液，室溫?cái)嚢钘l件下，加入聚二甲基二烯丙基氯化銨混凝劑，得到聚合氯化鋁鐵-聚二甲基二烯丙基氯化銨混凝劑。上述兩篇文獻(xiàn)均解決了聚二甲基二烯丙基氯化銨單獨(dú)用作水處理劑，水處理成本高和最佳投藥量范圍窄的缺陷。經(jīng)檢索，有關(guān)四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑，未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)TiCl₄與聚二甲基二烯丙基氯化銨各自存在的不足，本發(fā)明提供一種四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨的無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑（TiCl₄-PDMDAAC），復(fù)合絮凝劑絮凝效果好，產(chǎn)品穩(wěn)定性好、對(duì)膠體物質(zhì)的吸附架橋能力強(qiáng)，本發(fā)明還提供四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑，其中，Ti含量為6.80~6.98wt%，聚二甲基二烯丙基氯化銨含量為1.74~4.25wt%，是四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨常溫下反應(yīng)制得。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑，其中，Ti含量為6.80~6.95wt%，聚二甲基二烯丙基氯化銨含量為2.17~4.25wt%。

根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步優(yōu)選的，四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑，其中，Ti含量為6.90wt%，聚二甲基二烯丙基氯化銨含量為2.87wt%。

本發(fā)明的四氯化鈦與聚二甲基二烯丙基氯化銨無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑，簡(jiǎn)稱TiCl4-PDMDAAC無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑，密度為1.1557~1.1723g/mL，外觀為無(wú)色或淺黃色液體。